KR19980049174A - Abs 전자제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 ABS(Anti-lock Brake System, 이하 ABS라 한다)에 관한 것으로서, 차량의 가속도 검지센서를 이용하여 노면의 상태를 판단하고 이에 따라 ABS를 작동시켜, 마찰계수가 높은 상태는 물론 마찰계수가 낮은 미끄러운 노면상태에서도 제동시 발생되는 차륜의 고착(brocking)을 예방하기 위한 브레이크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 브레이크 유압제어밸브(7)와, 휠스피드 센서(1)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부(2)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 차륜감속도를 연산하는 차륜감속도 연산부(3)와, 슬립률 연산부(2)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제1비교부(4)와, 차륜감속도 연산부(3)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제2비교부(4) 및, 제1비교부 및 제2비교부로부터의 비교값에 따라 브레이크 유압제어밸브(7)를 제어하여 브레이크휠의 유압을 유압 증가, 유압 감소, 유압 유지 중 어느 것으로 제어하는 제어부(6)를 구비하는 ABS 전자제어장치에 있어서, 차량감속도 검출센서(8)와, 차량감속도 검출센서(8)로부터 검출된 감속도 값을, 노면상태에 따라 다르게 구분 설정된 감속도 값과 비교하여, 검출된 현재의 감속도 값이 사전에 구분 설정된 기준감속도 범위의 어느 부분에 포함되느냐에 따라 현재 노면의 마찰계수를 판단하는 노면상태 판단부(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ABS 제어장치를 제공한다.

Description

ABS 전자제어장치

종래의 자동차에는 자동차 운행시 속력의 제어를 위해 브레이크 장치를 구비하고 있는 바, 젖어 있거나 얼어있는 등으로 제동마찰계수가 낮은 노면에서는 고속주행 중 제동할 때 제동마찰계수가 너무 낮아 제동력을 노면에 충분히 전달할 수 없는 경우가 많다. 이 경우에는 제동 중 차륜은 회전하지 않아도 미끄러져 차량은 진행하게 되는 차륜의 고착상태가 되어 조향성과 주행의 안정성이 상실된다.

따라서 차륜의 고착상태가 있기 전에 이를 감지하고 미리 예방하기 위한 시스템인 ABS가 차량에 장착되고 있다.

이 시스템에서는 차량의 전후륜에 설치된 휠 원주속도 검지센서를 이용하여 현재의 슬립률과 감속도를 계산하며, 이를 압력변수로 하여 차량의 고착상태가 있기 전에 브레이크 압력을 감소시키고 다시 차륜의 원주 속력이 일정치를 넘어서기 전에 브레이크 압력을 증가시키는 동작을 반복하여, 차륜의 고착상태가 발생함으로 조향성 상실 및 주행 안정성 상실의 상태가 되는 것을 사전에 방지하게 된다.

이러한 종래의 브레이크 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 페달(11), 브레이크 마스터실린더(12), 하이드롤릭 유닛(13) 및, 휠실린더(14), 휠스피드 센서(15) 및 이들을 제어하는 제어장치(16)를 주요 요소로 구성되어 있는 바, 종래의 ABS 장치의 작동기재는 다음과 같다.

브레이크 페달(11)에 가해진 운전자의 힘은 브레이크 마스터실린더(12)에 의해 유압으로 바뀌어 하이드롤릭 유닛(13)으로 전달된다. 하이드롤릭 유닛(13)은 제어장치(16)의 제어 명령에 따라, 정상상태에서는 브레이크 마스터실린더(12)로부터의 유압을 그대로 휠실린더(14)로 전달하게 되고, 급제동상태에서는 상태에 따라 유압 증가, 유압 유지, 유압 감소 중 하나의 상태를 순차에 따라 반복하게 되어 차륜의 휠실린더로(14)의 유압을 변화시키고 이에 따라 차륜의 원주 속력이 제어될 수 있도록 한다.

한편 제어장치(16)는 ABS의 모든 상태를 제어하는 장치로서, 비교부 및 제어부로 구성되어 있다. 이 제어장치는 각 차륜의 휠스피드 센서(15)로부터 수신된 차륜의 속력에 대한 정보를 기초로 슬립률 및 차륜감속도를 연산하고 그 결과에 따라, 차륜의 브레이크 유압을 증가, 유지 또는 감소 중 어느 것으로 할 지를 판단하고, 이에 따라 하이드롤릭 유닛(13)의 여러 밸브를 열고 닫는 제어상태를 반복함으로써, 차륜의 고착상태가 일어나지 않도록 차량의 제동에 대한 제어동작을 행하게 된다.

이러한 ABS에 있어서 그 성능을 좌우하는 수단은 각종의 센서들로부터 제어의 시기를 판단하는 제어장치(16)의 연산수단이며, 그 성능의 고저는 블록킹을 예측하기 위한 입력자료인 현재의 감속도와 슬립률이 얼마만큼 정확한가, 그리고 노면의 상태는 정확히 판단되었는가의 여부에 따른다.

그러나, 차량의 차륜 속력은 센서로부터 쉽게 확인할 수 있으나 문제는 차량의 실제 주행속력을 정확히 평가할 수 없다는 것 그리고 노면의 상태를 파악하기가 쉽지 않다는데 있다.

종래의 ABS는 슬립률 계산에 있어서는 현재의 차륜 원주속도 및 원주가감속도를 기준으로 하여 차속을 추정하고 이를 기초로 하여 슬립률을 계산하고 있다.

그리고, 노면의 상태는 제동 중 슬립의 상태를 관찰하여 건조노면, 습윤노면, 빙상노면 등으로 판단하고 이에 따라 제어상태를 달리하고 있다. 즉 빙상노면에서는 건조상태에서보다 마찰계수가 작으므로 브레이크 페달에 조금의 힘만 가해도 차륜이 고착상태로 되므로 미끄럼 상태를 벗어나기 위해 보다 많은 시간이 요구되는 바, 슬립률을 지속적으로 관찰하여 적은 브레이크압에서 급격히 슬립률이 증가하게 된다면 마찰계수가 작은 노면상태인 것으로 판단하고 그에 따른 제어동작을 시작하게 되는 것이다.

그러나, 이러한 노면상태의 판단방식은 최초의 미끄러짐이 있은 연후에나 노면 판단이 가능하다는데 문제점이 있다. 즉 마찰계수가 낮은 빙상노면 등에서는 최초의 록킹상태에서도 차량의 위험상태로 될 수 있으므로, 보다 빨리, 즉 최초의 록킹상태가 발생하기 전에 노면상태를 예측할 것이 요구된다 할 것이다.

본 발명은 전술한 종래의 ABS가 지니고 있는 불합리한 점을 개선하기 위한 것으로서, 차량의 제동 중 노면의 상태를 미리 감지하고, 그 상태에 따라 브레이크 유압의 제어를 달리하여, 어떠한 노면상태에서도 제동에 따른 차륜의 고착상태가 발생하는 것을 예방하기 위한 ABS를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 종래의 ABS의 개략적 구성도

도 2는 본 발명에 따른 ABS 전자제어장치의 구성도

도 3은 본 발명의 실시에 사용되는 차동트랜스를 이용한 차량감속도 검출센서의 구체적 실시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 휠스피드 센서2 : 슬립률 연산부

3 : 차륜감속도 연산부4 : 제1비교부

5 : 제2비교부6 : 제어부

7 : 유압제어밸브8 : 차량감속도 검출센서

9 : 노면상태 판단부

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 브레이크 유압제어밸브(7)와, 휠스피드 센서(1)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부(2)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 차륜감속도를 연산하는 차륜감속도 연산부(3)와, 슬립률 연산부(2)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제1비교부(4)와, 차륜감속도 연산부(3)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제2비교부(4) 및, 제1비교부 및 제2비교부로부터의 비교값에 따라 브레이크 유압제어밸브(7)를 제어하여 브레이크휠의 유압을 유압 증가, 유압 감소, 유압 유지 중 어느 것으로 제어하는 제어부(6)를 구비하는 ABS 전자제어장치에 있어서, 차량감속도 검출센서(8)와, 차량감속도 검출센서(8)로부터 검출된 감속도 값을, 노면상태에 따라 다르게 구분 설정된 감속도 값과 비교하여, 검출된 현재의 감속도 값이 사전에 구분 설정된 기준감속도 범위의 어느 부분에 포함되느냐에 따라 현재 노면의 마찰계수를 판단하는 노면상태 판단부(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ABS 제어장치를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 ABS 제어장치의 구성요소와 그 작동상태를 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2의 도면부호 1, 2, 3, 4, 5는 각각 종래의 휠스피드 센서(1), 슬립률 연산부(2), 차륜감속도 연산부(3), 제1비교부(4) 및, 제2비교부(5)로서 휠스피드 센서로부터 검지된 차륜의 속력은 슬립률 연산부 및 차륜감속도 연산부로 입력되어 현재의 슬립률 및 차륜감속도가 연산된다. 그리고 연산 결과는 제1비교부 및 제2비교부에서 사전에 제어부에 의해 설정된 값과 비교되고, 그 결과에 따라 제어부(6)는 종래의 제어방식에 따라 유압제어밸브를 반복적으로 열거나 닫아 브레이크의 유압을 유지, 증가, 감소시켜 차륜의 제동상태를 제어한다.

한편, 차량감속도 검출센서(8)는 반드시 실시예에 한정되지는 않지만, 도 3에 도시된 것과 같은 형식으로 변위검출기능을 갖는 차동트랜스를 이용해 구성된다.

도 3의 도면부호 (10)은 변위검출부이고, (20)은 신호증폭부이다. 변위검출부는 발진회로(19)와 코아(18) 그리고 1차 및 2차 토일로 구성되며 차량의 주행방향이 코아의 종축방향과 일치하도록 설치된다.

그래서 주행 중 감속상태가 되면 관성력에 의해 진행방향쪽으로 코아가 변위하게 되고 그 결과 2차코일쪽의 전압이 변화하게 되어 감속도의 크기에 따라 다른 전압을 얻을 수 있다. 변위검출부의 출력전압은 정류기를 거쳐 증폭부(20)에서 알맞는 크기로 증폭되어 노면상태 판단을 위한 자료로 사용된다.

노면상태 판단부(9)는 감속도 검출센서(8)의 신호를 미리 설정된 값과 비교한다. 차량이 주행 중 제동하여 감속될 때, 동일한 제동유압 하에서 감속도의 크기는 노면상태에 따라 다르며, 노면의 마찰계수가 클수록 감속도도 크며, 마찰계수가 작으면 노면에서 타이어가 미끄러지므로 감속도가 작다. 이를 이용하면 노면상태에 따른 감속도량을 사전에 구분 설정하고 센서로부터의 현재의 감속도 값을 구분 설정된 값과 비교하여 현재의 감속도 값에 해당되는 노면의 상태를 판단할 수 있다.

전술한 방법으로 노면상태 판단부(9)에 의해 판단된 노면상태는 제어부(6)로 입력되어 제동제어의 기초로 활용된다. 즉 마찰계수가 큰 노면에 비해 마찰계수가 작은 노면에서는 작은 브레이크 압력에도 쉽게 차륜이 록킹상태에 돌입하므로, 슬립단계를 벗어나 가속되는데 많은 시간이 요구되어, 압력강하 회수가 많아지는 제동제어를 하게 된다.

전술한 발명의 ABS 전자제어장치를 제공함으로써 차량의 제동시에 향상된 방법으로 노면의 상태를 판단할 수 있게 되었고, 따라서 마찰계수가 높은 노면은 물론, 마찰계수가 낮은 노면에서도 차륜의 고착상태 없이 차량을 제동할 수 있게 되어 차량의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있게 되었다.

본 발명은 자동차용 ABS(Anti-lock Brake System, 이하 ABS라 한다)에 관한 것으로서, 차량의 감속도를 검출하는 감속도 검출센서를 이용하여 노면의 상태를 판단하고 이에 따라 ABS를 작동시켜, 마찰계수가 높은 상태는 물론 마찰계수가 낮은 미끄러운 노면상태에서도 제동시 발생되는 차륜의 고착(brocking)을 예방하기 위한 브레이크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Claims (2)

1. 브레이크 유압제어밸브(7)와, 휠스피드 센서(1)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 슬립률을 연산하는 슬립률 연산부(2)와, 휠스피드 센서로부터의 검출값을 기초로 차륜감속도를 연산하는 차륜감속도 연산부(3)와, 차륜감속도 연산부(2)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제1비교부(4)와, 차륜감속도 연산부(3)로부터의 연산값을 사전 설정된 값과 비교하는 제2비교부(4) 및, 제1비교부 및 제2비교부로부터의 비교값에 따라 브레이크 유압제어밸브(7)를 제어하여 브레이크휠의 유압을 유압 증가, 유압 감소, 유압 유지 중 어느 것으로 제어하는 제어부(6)를 구비하는 ABS 전자제어장치에 있어서,

   차량감속도 검출센서(8)와, 차량감속도 검출센서(8)로부터 검출된 감속도 값을, 노면상태에 따라 다르게 구분 설정된 감속도 값과 비교하여, 검출된 현재의 감속도 값이 사전에 구분 설정된 기준감속도 범위의 어느 부분에 포함되느냐에 따라 현재 노면의 마찰계수를 판단하는 노면상태 판단부(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ABS 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 차량감속도 검출센서(8)가 차량의 주행방향으로의 관성력을 검출하여 이를 전기신호로 변화시키는, 차동트랜스를 이용한 차량감속도 검출센서인 것을 특징으로 하는 ABS 전자제어장치.